北京市清华大学中学2023学年高三下学期单元检测试题物理试题

北京市清华大学中学2023学年高三下学期单元检测试题物理试题注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、为监测某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计．该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口．在垂直于上下底面方向加磁感应强度大小为B的匀强磁场，在前后两个内侧面分别固定有金属板作为电极．污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U．若用Q表示污水流量（单位时间内排出的污水体积），下列说法中正确的是()A．若污水中正离子较多，则前表面比后表面电势高B．若污水中负离子较多，则前表面比后表面电势高C．污水流量Q与U成正比，与a、b无关D．污水中离子浓度越高电压表的示数将越大2、吴菊萍徒手勇救小妞妞，被誉为“最美妈妈”。若两岁的妞妞质量约为12kg，从十楼坠落，下落高度为28.8m，吴菊萍的手臂与妞妞的接触时间约为0.1s，已知重力加速度g=10m/s2，则她受到的冲击力约为A．3000N B．2880N C．1440N D．3220N3、一架飞机在高空中由西向东沿水平方向做匀加速直线运动，飞机每隔相同时间自由释放一个物体，共连续释放了6个物体（不计空气阻力）。下图是从地面某时刻观察到的6个空投物体的图像，其中正确的是A． B．C． D．4、摩天轮是的乐场一种大型转轮状设施，摩天轮边缘悬挂透明座舱，乘客随座舱在竖直平面内做匀速圆周运动，下列叙述正确的是A．摩天轮转动过程中，乘客的机械能保持不变B．摩天轮物动一周的过程中，乘客所受合外力的冲量为零C．在最低点，乘客处于失重状态D．摩天轮转动过程中，乘客所受的重力的瞬时功率保持不变5、如图所示为用某金属研究光电效应规律得到的光电流随电压变化关系的图象，用单色光1和单色光2分别照射该金属时，逸出的光电子的最大初动能分别为Ek1和Ek2，普朗克常量为h，则下列说法正确的是（）A．Ek1>Ek2B．单色光1的频率比单色光2的频率高C．增大单色光1的强度，其遏止电压会增大D．单色光1和单色光2的频率之差为6、核反应方程表示中子轰击原子核可能发生的一种核反应，该核反应中质量亏损了。关于这个核反应，下列说法中正确的是（）A．该反应属于核聚变B．中的X为33C．中含有56个中子D．该核反应释放出的核能为二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，一质量为m=0.2kg的小球，从弹簧上端某高度处自由下落，从它接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中(弹簧始终在弹性限度内)，其速度v和弹簧压缩量x之间的函数图象如图乙所示，其中A为曲线的最高点，小球和弹簧接触瞬间机械能损失不计,（弹性势能，g取10m/s2），则下列说法正确的是（）A．小球刚接触弹簧时加速度最大B．当x=0.1m时，小球的加速度为零C．小球的最大加速度为51m/s2D．小球释放时距弹簧原长的高度约为1.35m8、如图所示，等腰直角三角形金属框abc右侧有一有界匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，ab边与磁场两边界平行，磁场宽度大于bc边的长度。现使框架沿bc边方向匀速穿过磁场区域，t=0时，c点恰好达到磁场左边界。线框中产生的感应电动势大小为E，感应电流为I（逆时针方向为电流正方向），bc两点间的电势差为Ubc，金属框的电功率为P。图中上述各量随时间变化的图像可能正确的是（）A． B． C． D．9、下列说法正确的是（）A．一定质量的理想气体，当温度升高时,内能增加,压强增大B．饱和蒸汽在等温变化的过程中，当其体积减小时压强不变C．液体表面层分子间距离较其内部分子间距离小，表面层分子间表现为斥力D．一定质量的理想气体放出热量，分子平均动能可能减少E.自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的10、如图，一个由绝缘材料做成的半径为R的圆环水平放置，O为圆心，一带电小珠P穿在圆环上，可沿圆环无摩擦的滑动。在圆环所在的水平面内有两个点电荷QA、QB分别位于A、B两点，A点位于圆环内、B点位于圆环外，已知OB=3OA=R，O、A、B三点位于同一直线上。现给小珠P一初速度，发现P恰好沿圆环做匀速圆周运动。则以下判断正确的是A．QA与QB一定为异种电荷B．QB=QAC．由QA、QB激发的电场，在圆环上各处电势相等D．小珠P运动过程中对圆环的弹力大小处处相等三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）为了测量一个未知电阻Rx（Rx约为50Ω）的阻值，实验室提供了如下器材：A．电源（电源电动势E=4.5V，内阻约0.5Ω）B．电压表V（量程为0—3V，内阻约3kΩ）C．电流表A（量程为0—0.06A，内阻约0.3Ω）D．滑动变阻器R：（0—20Ω）E.开关及导线若干（1）请在下面方框内画出实验电路图（______）（2）连好实物电路后发现电压表损坏了，实验室又提供了一只毫安表mA（（量程为0—30mA，内阻5Ω）和一个电阻箱（0—999.9Ω），要利用这两个仪器改装为3V的电压表，需要将毫安表和电阻箱R1_______联，并将电阻箱的阻值调到_____Ω；（3）请画出改装后的实验电路图（______）(4)如果某次测量时毫安表示数为20.0mA，电流表A示数为0.058A，那么所测未知电阻阻值Rx=______Ω（最后一空保留3位有效数字）。12．（12分）用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。(1)下列操作正确且必要的有__________。A．使用天平测出重物的质量B．应先接通打点计时器的电源，再松开纸带，让重物自由下落C．用刻度尺测出物体下落的高度h，通过v=gt算出瞬时速度vD．选择体积小、质量大的重物，纸带、限位孔在同一竖直线上，可以减小系统误差(2)图乙是实验中得到的一条纸带，将起始点记为O，依次选取6个连续的点，分别记为A、B、C、D、E、F，量出各点与O点的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5、h6，使用交流电的周期为T，在打B点和E点这段时间内，如果重物的机械能守恒，在误差允许的范围内应满足的关系式为_______________（已知重力加速度为g）。四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）两根长为L的绝缘轻杆组成直角支架，电量分别为+q、-q的两个带电小球A、B固定在支架上，整个装置处在水平向左的匀强电场中，电场强度为E。在电场力之外的力作用下，整体在光滑水平面内绕竖直轴O以角速度ω顺时针匀速转动，图为其俯视图。不计两球之间因相互吸引而具有的电势能。试求：（1）在支架转动一周的过程中，外力矩大小的变化范围。（2）若从A球位于C点时开始计时，一段时间内（小于一个周期），电场力之外的力做功W等于B球电势能改变量，求W的最大值。（3）在转动过程中什么位置两球的总电势能变化最快？并求出此变化率。14．（16分）如图所示，在第一象限有一匀强电场。场强大小为，方向与轴平行。一质量为、电荷量为的粒子沿轴正方向从轴上点射入电场，从轴上的点离开电场。已知，。不计粒子重力。求：(1)场强的方向和粒子在第一象限中运动的时间；(2)粒子离开第一象限时速度方向与轴的夹角。15．（12分）如图所示，轻弹簧一端固定在与斜面垂直的挡板上，另一端点在O位置．质量为m的物块A（可视为质点）以初速度v0从斜面的顶端P点沿斜面向下运动，与弹簧接触后压缩弹簧，将弹簧右端压到O′点位置后，A又被弹簧弹回。物块A离开弹簧后，恰好回到P点．已知OP的距离为x0，物块A与斜面间的动摩擦因数为μ，斜面倾角为θ。求：（1）O点和O′点间的距离x1；（2）弹簧在最低点O′处的弹性势能；（3）设B的质量为βm，μ＝tanθ，v0＝3．在P点处放置一个弹性挡板，将A与另一个与A材料相同的物块B（可视为质点与弹簧右端不拴接）并排一起，使两根弹簧仍压缩到O′点位置，然后从静止释放，若A离开B后给A外加恒力，沿斜面向上，若A不会与B发生碰撞，求β需满足的条件？

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、C【解题分析】

AB．以正离子为对象，由左手定则可知，其受到的洛伦兹力方向指向后表面，负离子受到的洛伦兹力指向前表面，故无论哪种离子较多，都是后表面电势高于前表面，故A、B错误；C．当前后表面聚集一定电荷后，两表面之间形成电势差，当离子受到的洛伦兹力等于电场力时电势差稳定，即由题意可知，流量为联立可得即Q与U成正比，与a、b无关，故C正确；D．由可知，电势差与离子浓度无关，故D错误；故选C。2、A【解题分析】

对妞妞下降过程有得规定向上为正向，由动量定理得代入数据求得A．3000N与分析相符，故A正确；B．2880N与分析不符，故B错误；C．1440N与分析不符，故C错误；D．3220N与分析不符，故D错误；故选：A。3、A【解题分析】

因为物体做平抛运动，而飞机做匀加速直线运动，所以做平抛运动的不同物体的初速度越来越大，在竖直方向上做自由落体运动，所以相等时间间隔内的位移越来越大。

A．该图与结论相符，选项A正确；B．该图与结论不相符，选项B错误；C．该图与结论不相符，选项C错误；D．该图与结论不相符，选项D错误；故选A。4、B【解题分析】A：乘客随座舱在竖直平面内做匀速圆周运动，动能保持不变，重力势能随高度不断变化，乘客的机械能不断变化．故A项错误．B：摩天轮转动一周的过程中，速度变化为零，动量变化为零，据动量定理：乘客所受合外力的冲量为零．故B项正确．C：在最低点，乘客的加速度向上，乘客处于超重状态．故C项错误．D：摩天轮匀速转动过程中，重力与速度的夹角不断变化，乘客所受的重力的瞬时功率不断变化．故D项错误．5、D【解题分析】

A．由于：所以：A错误；B．由：可知，单色光1的频率比单色光2的频率低，B错误；C．只增大照射光的强度，光电子的最大初动能不变，因此遏止电压不变，C错误；D．由：得：D正确。故选D。6、D【解题分析】

A．裂变反应是较重的原子核在其它粒子的轰击下，分裂成几个中等的原子核，可知该反应属于裂变反应，故A错误；B．根据电荷数守恒、质量数守恒知，的核电荷数X为故B错误；C．Ba的核子数为144，其中的质子数为56，所以中子数为故C错误；D．该核反应释放出的核能为△E，根据爱因斯坦质能方程可知故D正确。故选D。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、BC【解题分析】

AC．由小球的速度图象知，开始小球的速度增大，说明小球的重力大于弹簧对它的弹力，当△x为0.1m时，小球的速度最大，然后减小，说明当△x为0.1m时，小球的重力等于弹簧对它的弹力，所以可得k△x=mg解得弹簧的最大缩短量为△xm=0.61m，所以弹簧的最大值为Fm=20N/m×0.61m=12.2N弹力最大时的加速度小球刚接触弹簧时加速度为10m/s2，所以压缩到最短的时候加速度最大，故A错误，C正确；B．当△x=0.1m时，速度最大，则弹簧的弹力大小等于重力大小，小球的加速度为零，故B正确；D．设小球从释放点到弹簧的原长位置的高度为h，小球从静止释放到速度最大的过程，由能量守恒定律可知解得故D错误。故选BC。8、BC【解题分析】

A．根据导体棒切割磁场产生的动生电动势为可知，第一阶段匀速进磁场的有效长度均匀增大，产生均匀增大的电动势，因磁场宽度大于bc边的长度，则第二阶段线框全部在磁场中双边切割，磁通量不变，线框的总电动势为零，第三阶段匀速出磁场，有效长度均匀增大，产生均匀增大的电动势，故图像的第三阶段画错，故A错误；B．根据闭合电路的欧姆定律，可知第一阶段感应电流均匀增大，方向由楞次定律可得为顺时针(负值)，第二阶段电流为零，第三阶段感应电流均匀增大，方向逆时针(正值)，故图像正确，故B正确；C．由部分电路的欧姆定律，可知图像和图像的形状完全相同，故C正确；D．金属框的电功率为，则电流均匀变化，得到的电功率为二次函数关系应该画出开口向上的抛物线，则图像错误，故D错误。故选BC。9、BDE【解题分析】

A．由理想气体状态方程可知，当温度升高时，内能增加，乘积增大，但压强不一定大，故A错误；B．饱和蒸汽压仅仅与温度有关，饱和蒸汽在等温变化的过程中，体积减小时压强不变，故B正确；C．液体表面层分子间距离较其内部分子间距离大，表面层分子间表现为引力，故C错误；D．一定质量的理想气体放出热量，根据热力学第一定律知分子内能可能减小，分子平均动能可能减少，故D正确；E．根据熵增原理可知，一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行，故E正确；故选BDE。10、ABC【解题分析】

A．小珠沿圆环做匀速圆周运动，小珠在圆周上任一点受到的电场力大小相等，故两个点电荷在圆周上各点的场强大小相等，方向不同，故与一定为异种电荷，故A正确；B．如图所示，当小珠运动到图示位置时，由几何知识可得：由于小珠的合力指向圆心，则有：解得：故B正确；C．沿圆环做匀速圆周运动，电场力不做功，所以在圆环上电势处处相等，故C正确；D．因做匀速圆周运动，其合力始终指向圆心，即弹力与库仑力的合力指向圆心，而库仑力是变化的，则弹力也是变化的，故D错误；故选ABC。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、串联95.052.6【解题分析】

（1）[1]由于电流表的内阻远小于待测电阻的阻值，故采用安培表内接法，滑动变阻器采用限流式接法即可，如图所示：（2）[2][3]改装成大量程的电压表，需要将电阻与表头串联，其阻值为：（3）[4]改装之后的电压表内阻为，则此时采用安培表外接法，如图所示：（4）[5]根据欧姆定律可知，此时待测电阻的阻值为：。12、BD【解题分析】

(1)[1]A．机械能守恒等式左右两边都有质量，所以不用天平测出重物的质量，故A错误；B．操作上，应先接通打点计时器的电源，再松开纸带，让重物自由下落，故B正确；C．在验证机械能守恒时，计算速度应利用纸带处理，不能直接应用自由落体公式，故C错误；D．选择体积小、质量大的重物，纸带、限位孔在同一竖直线上，可以减小系统误差，故D正确。故选：BD。(2)[2]根据机械能守恒有：得四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13、（1）0~qEL（2）W=－2qEL（3）OA杆与电场线平行时，电势能变化最快，变化率qEωL【解题分析】

(1)设OA与电场线夹角，电场力矩与外力矩平衡，外力矩：，故外力矩大小的变化范围为0~qEL(2)支架匀速转动，由动能定理可得W+W电场力=0，根据题意W=ΔEpB，得W电场力=-ΔEpB，电场力做功仅改变了B球电势能，所以A球电势能变化为零，则A球在这段时间初末应在同一个等势面上，根据B球前后位置关系，得：W=-2qEL；(3)因为电场力做功等于电势能改变量，所以电势能变化最快的位置应是电场力功率最大的位置。设OA与电场线夹角，由公式有电场力功率：，显然在一周内θ=0或π时有最值，即OA杆与电场线平行时，电势能变化最快。为变化率